PC-12 細胞——PC-12 細胞在神經生物學與神經研究中的影響

PC-12 是一種用於神經生物學研究的永生化大鼠來源神經細胞系。它是研究神經細胞分化與增殖的寶貴研究工具。此外，研究人員利用這些細胞來研究神經生理學、細胞訊號傳導路徑以及神經毒性。此外，它們也被應用於藥物測試與開發研究中。

PC-12 細胞系的一般資訊與來源

在開始進行相關研究之前，了解細胞系的一般特性與來源至關重要。本節將協助您掌握關於 PC12 細胞系的重要資訊。在此，您將了解：何謂嗜鉻細胞瘤中的 PC12 細胞系？PC12 細胞是如何分化的？ PC12 的來源為何？PC12 細胞的大小為何？

• PC12 神經元細胞與胎兒神經元的原代培養相似。它們取自大鼠腎上腺髓質的嗜鉻細胞瘤。這些細胞源自胚胎，類似於嗜酸性細胞與神經母細胞的混合體 [1]。
• PC12 細胞具有兒茶酚胺細胞的功能，能夠合成、儲存及分泌多巴胺和去甲腎上腺素。
• 嗜鉻細胞瘤（PC12）細胞的直徑為 10 至 12 µm。
• PC-12 細胞具有多邊形形態。
• PC-12 細胞的染色體數目均勻且接近二倍體（n=40）。

大內臟神經有助於前腸的蠕動，並為腎上腺髓質提供交感神經支配。

PC-12 細胞的培養

PC-12 細胞系作為神經元模型，廣泛應用於神經科學研究。為使培養過程更為簡便且有效，您應掌握以下重要要點。本節將涵蓋 PC-12 培養基、倍增時間、接種密度、細胞培養流程及培養條件。

PC-12 細胞培養要點

細胞倍增時間：

PC-12 細胞的倍增時間約為 40 小時。

貼壁或懸浮培養：

PC-12 神經元細胞在懸浮培養中會以小型簇狀生長。它們對未塗層的表面附著性較差，但在膠原蛋白上會形成斑塊。

接種密度：

PC-12 細胞系的接種密度維持在 1 × 10^⁴ 細胞/cm²。若為懸浮培養，則以新鮮培養基吸管移液將細胞從基質上移除。若要獲得單一細胞，則將細胞通過 22 號針頭過濾，並倒入新的培養瓶中。 若為生長於膠原蛋白上的細胞，請以PBS洗滌細胞，並在傳代溶液（TrypleExpress）中孵育10分鐘。隨後加入新鮮培養基並將細胞離心。接著，小心地將沉澱物重新懸浮，並將細胞分注至培養容器中。

培養基：

PC 12 細胞系的培養使用含 10% 胎牛血清、2.1 mM 穩定谷氨醯胺及 2.0 g/L NaHCO₃ 的 RPMI 1640 培養基。培養基每週更換 2 至 3 次。

生長條件：

PC-12 細胞培養於 37°C 加濕培養箱中，並供應 5% 二氧化碳。

儲存：

PC-12 細胞儲存於液態氮的氣相中，或於低於 -150°C 的溫度下保存，以維持細胞的長期存活能力。

冷凍流程與培養基：

冷凍 PC-12 細胞時使用 CM-1 或 CM-ACF 培養基。採用緩慢冷凍法，使溫度以每分鐘 1°C 的速率下降，藉此避免細胞受到冷衝擊，並維持其存活率。

解凍程序：

冷凍的 PC-12 細胞需置於 37°C 水浴中解凍。隨後，向細胞中加入新鮮培養基並進行離心，以去除冷凍培養基中的成分。收集的細胞經重新懸浮後，分裝至含有新鮮生長培養基的燒瓶中。冷凍恢復過程約需 24 小時。

生物安全等級：

培養 PC12 神經元細胞需在生物安全等級 1 的實驗室中進行。

在 10 倍和 20 倍放大倍率下觀察到的 PC12 大鼠嗜鉻細胞瘤細胞的貼壁聚集。

發佈日期：2023年 | 最後審閱日期：2026年5月

PC-12 細胞系：優點與限制

PC-12 細胞系具備若干獨特特徵，使其有別於其他神經元細胞系。本節將深入探討在研究中使用此細胞系所涉及的優點與限制。

優勢

• 易於培養：PC-12 細胞生命力強韌且相對容易培養，使其適用於各種實驗室環境及研究目的。
• 神經元分化：可誘導其分化為類神經元細胞，是研究神經發育、分化及神經發生相關過程的絕佳模型。
• 研究應用廣泛：PC-12 細胞被廣泛應用於各類神經生物學研究，包括神經毒性、神經保護以及神經退行性疾病的潛在機制。
• 高轉染效率：其轉染效率極高，有助於進行基因操作，因此非常適合用於基因表達與功能相關的研究。

限制

• 非人類來源：由於源自大鼠嗜鉻細胞瘤，其非人類來源限制了在某些人類特異性研究領域的適用性，且可能無法完全反映人類的神經生理學特徵。
• 異質性：分化後，PC-12 細胞在形態和功能上可能呈現顯著的異質性，這可能會使實驗結果的解讀變得複雜。
• 有限的壽命：儘管 PC-12 細胞相對容易培養，但其壽命有限，這可能對長期實驗構成挑戰。

PC-12 細胞系：神經生物學與癌症研究中的多功能工具

源自大鼠嗜鉻細胞瘤的 PC12 細胞系，在神經生物學研究中扮演著關鍵角色，因其展現出神經元特徵性表現（例如對神經生長因子（NGF）的反應而產生神經突生長）而備受推崇。 PC12 細胞的多功能性在神經生物學領域中被廣泛運用，用於探索神經分化、對神經營養因子的反應，以及神經毒性評估。這種在接觸 NGF 後分化為類神經元細胞的獨特傾向，使其成為研究人員深入探究神經系統複雜性的不可或缺資源。

神經再生與細胞分化

耐人尋味的是，一項研究探討了牙髓幹細胞及其衍生的因子對 PC12 細胞分化、存活與擴增的影響，揭示了神經再生充滿希望的途徑 [3]。 另一項研究則聚焦於骨鈣素（Osteocalcin）——一種以其鈣離子結合能力著稱的骨源性蛋白質——並指出其能促進 PC12 細胞的存活、增殖與分化 [4]，凸顯了該蛋白質在增強神經元特性方面的潛力。

藥物篩選與神經保護

PC12 細胞的應用範圍延伸至藥物篩選，特別是評估神經保護性與神經退化性化合物，這標誌著在尋找新型神經退化性疾病治療方法的過程中，邁入了一個關鍵階段。 例如，一項研究利用 PC12 細胞建立的帕金森氏症模型，強調了 α-比薩博醇的神經保護特性，證實 α-比薩博醇不僅能減緩澱粉樣蛋白生成與細胞凋亡，還能調節澱粉樣β蛋白的神經毒性作用 [5]。

細胞轉化與神經網絡

PC-12 細胞分化為類神經元實體的過程始於神經生長因子（NGF）——這是一種對神經元生長與存活至關重要的關鍵蛋白質。 當 PC-12 細胞接觸 NGF 時，會激活複雜的細胞內路徑，為其轉化奠定基礎。這種蛻變是細胞潛能的逐步展現，在顯微鏡下可觀察到細胞伸出神經突並建立類似神經網絡的連接。

形態變化與神經元表型

分化使 PC-12 細胞發生顯著的形態與功能轉變。 從最初的圓形或略呈細長的形態（無論是在懸浮狀態下生長，還是作為附著單層生長），NGF 處理促使它們展現出延伸的神經突，這標誌著向神經元表型發生了深刻的轉變。這些神經突的生長對於細胞間的通訊與互動至關重要，反映了神經組織固有的連接性。

癌症研究與細胞機制

在癌症研究中，由於 PC12 細胞源自腫瘤組織，其作為神經元模型具有重要意義。這些細胞對於探究癌細胞的增殖、侵襲及遷移機制至關重要。 一項 2020 年的研究深入探討了阿魏（Ferula assa-foetida）萃取物對 PC12 細胞增殖的影響，揭示了其潛在的治療應用 [7]。

中風研究與神經保護策略

此外，PC12 ADH 細胞（一種能附著於培養表面的變異株）可進行細胞形態及對刺激（如缺氧缺糖）反應的深入分析，是中風研究與神經保護劑評估的重要模型。 PC12 細胞的快速倍增時間（介於 24 至 48 小時之間），凸顯了其在細胞增殖率至關重要的動態研究中的效能。

關於 PC12 細胞應用的總結

總而言之，PC12細胞及其衍生物為涵蓋神經生物學、藥物發現及癌症研究等廣泛領域的研究應用，提供了一個多功能的模型。每項應用皆能為細胞反應提供關鍵見解，為治療創新鋪平道路，並深化我們對複雜生物過程的理解。

取得強健且用途廣泛的 PC-12 細胞系：非常適合神經元研究，且易於培養

運用 PC-12 細胞的重點研究

PC-12 細胞源自大鼠腎上腺嗜鉻細胞瘤，是神經生物學中廣泛使用的模型，有助於深入了解神經分化、神經毒性等領域。以下是幾項以這些細胞為研究對象的值得注意的研究：

• 咖啡酸苯乙酯（CAPE）與 PC-12 細胞的神經保護作用 ：這項發表於 2017 年《神經毒性研究》（Neurotoxicity Research）期刊的研究，探討了 CAPE 如何緩解順鉑在 PC-12 細胞中誘發的神經毒性，為周邊神經病變提供了潛在的治療途徑。
• 磷蝦油對 PC-12 細胞的神經保護作用 ：這項發表於 2018 年《營養研究》（Nutrition Research）期刊的研究，探討了磷蝦油針對甲基安非他命誘導的 PC-12 細胞毒性所展現的神經保護特性，並強調其對抗氧化壓力與細胞凋亡的潛力。
• 美洲山藥（Apios Americana Medik）花朵萃取物與 PC-12 細胞神經毒性 ：這篇發表於 2019 年《食品與化學毒理學》（Food and Chemical Toxicology）期刊的文章，闡明美洲山藥（Apios Americana Medik）花朵萃取物如何透過調控自噬過程，保護 PC-12 細胞免受 H₂O₂ 誘導的損傷。
• 血管緊張素 II 在 PC-12 細胞自噬與凋亡中的作用 ：這項發表於 2019 年《腦研究》（Brain Research）期刊的研究，深入探討血管緊張素 II 如何在 PC-12 細胞中觸發自噬與凋亡，並為阿茲海默症研究提供了一個模型。
• 評估甘油單油酸酯奈米粒子在 PC-12 細胞中的毒性 ：這項於 2018 年刊載於《國際藥學期刊》（International Journal of Pharmaceutics）的研究，評估了甘油單油酸酯奈米粒子的毒性，並針對其在神經應用方面的安全性特徵提供了見解。

PC-12 細胞研究的綜合資源

查閱各類資源，以深入了解並操作 PC-12 細胞，內容涵蓋細胞培養技術、分化協議等：

• PC-12 細胞分化指南： 本文全面概述 PC-12 細胞的神經生長因子（NGF）分化流程，包含分化相關檢測的方法學。
• PC-12 細胞轉染影片教學： 透過這份詳盡的影片指南，深入了解 PC-12 細胞轉染的細節，無論是初學者或經驗豐富的研究人員皆適用。
• 掌握 PC-12 細胞培養： 透過這份全面的操作指南，深入了解 PC-12 細胞傳代培養的細微之處，這是維持健康細胞培養的關鍵。

PC-12 細胞系常見問題：關於培養、分化及研究應用的深入解析

參考文獻

1. Wu, C. 等，淫羊藿苷透過抑制內質網壓力促進 PC12 細胞的修復。《BMC 輔助與替代醫學》，2021 年，21(1)：第 69 頁。
2. Sultan, N. 等，牙髓幹細胞可刺激 PC12 細胞的神經元分化。《神經再生研究》，2021 年，16(9)：第 1821 頁。
3. Ando, E. 等，骨鈣素可促進 PC12 細胞的增殖、分化與存活。《生物化學與生物物理研究通訊》，2021 年，557 期：第 174-179 頁。
4. Shanmuganathan, B. 等，α-比薩博醇對 PC12 細胞中 Aβ 誘導的神經毒性的抗澱粉樣蛋白生成及抗凋亡作用。《歐洲醫藥化學期刊》，2018 年，143 期：第 1196-1207 頁。
5. Fujita, K.、P. Lazarovici 及 G. Guroff，《PC12 嗜鉻細胞瘤細胞分化的調控》。《環境健康展望》，1989年，第80卷：第127-142頁。
6. 阿布魯迪（Abroudi, M.）等人，阿魏（Ferula assa-foetida）萃取物對 PC12 及 MCF7 癌細胞之抗增殖作用。《國際生物醫學工程與臨床科學期刊》，2020 年，第 6 卷第 3 期：第 60-67 頁。